料箱102可以儲存在248巴或更高壓的壓縮天然氣或另一類型的燃料??梢允褂闷渌?型的燃料,并且可以在其它壓力儲存燃料。示例燃料箱102可操作,以將高壓燃料流傳送到 壓力調(diào)節(jié)器104。
[0027] 壓力調(diào)節(jié)器104可以調(diào)節(jié)從燃料箱102接收的燃料壓力。例如燃料調(diào)節(jié)器104可 以接收高壓燃料(例如,在或接近燃料箱102的儲存壓力)并且在膨脹腔室中使燃料膨脹。 燃料可以膨脹到規(guī)定輸出壓力。例如,燃料可以膨脹到適合用于熱交換器106、燃料計量系 統(tǒng)108、發(fā)動機主體110或另一部件或子系統(tǒng)的壓力。在某些示例應(yīng)用中,燃料從在壓力調(diào) 節(jié)器104的入口處大約3600psi (鎊/平方英寸)的初始壓力膨脹到在壓力調(diào)節(jié)器104出 口處大約115psi的輸出壓力。壓力調(diào)節(jié)器104可以在其它壓力范圍操作。在某些情形下, 使壓力調(diào)節(jié)器104中的燃料膨脹降低了燃料溫度。因此,壓力調(diào)節(jié)器104可以產(chǎn)生比燃料 箱102所產(chǎn)生的燃料流更冷并且具有更低壓力的輸出燃料流。壓力調(diào)節(jié)器104可操作,以 將壓力調(diào)節(jié)的燃料流傳送到熱交換器106。
[0028] 在某些實施方式中,來自壓力調(diào)節(jié)器104的燃料被傳送到燃料計量系統(tǒng)108之前 被加熱。例如,壓力調(diào)節(jié)器104可以輸出溫度范圍在-70°C至-60°C的燃料,在某些情形下, 這個溫度范圍對于某些發(fā)動機部件而言可能太冷。在某些情況下,來自壓力調(diào)節(jié)器104的 燃料在其被傳送到燃料計量系統(tǒng)108之前被加熱到至少-40Γ。在某些情況下,燃料可以包 含水或其它流體,并且燃料在其傳送到燃料計量系統(tǒng)108之前被加熱到至少KTC或20°C。
[0029] 示例熱交換器106可以加熱從壓力調(diào)節(jié)器104接收的壓力調(diào)節(jié)的燃料。示例熱交 換器106可以使用來自發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112的加熱的發(fā)動機冷卻劑流體來加熱燃 料。例如,熱交換器106可以從發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112接收發(fā)動機冷卻劑流體并且 從壓力調(diào)節(jié)器104接收燃料。在某些示例實施方式中,熱交換器106接收溫度范圍在70°C 至85°C的發(fā)動機冷卻劑流體并且熱交換器106接收溫度范圍在-70°C至_60°C的燃料。熱 交換器106可以從發(fā)動機冷卻劑流體向燃料傳熱,因此加熱燃料并且冷卻發(fā)動機冷卻劑流 體。熱交換器106可以向燃料計量系統(tǒng)108輸出被加熱的燃料,并且熱交換器106可以向 發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112輸出被冷卻的發(fā)動機冷卻劑流體。熱交換器106可以加熱燃 料到規(guī)定溫度。例如,燃料可以被加熱到適合用于燃料計量系統(tǒng)108、發(fā)動機主體110或發(fā) 動機系統(tǒng)100的另一部件的溫度。示例熱交換器200在圖2A、圖2B和圖2C中示出。其它 類型的熱交換器可以用于發(fā)動機系統(tǒng)100中。
[0030] 在某些實施方式中,熱交換器106包括兩個流動路徑:燃料流動路徑和發(fā)動機冷 卻劑流體流動路徑。燃料流動路徑可以是直的并且在熱交換器主體的相對的端部的燃料入 口與燃料出口之間具有等截面。發(fā)動機冷卻劑流體流動路徑可以是直的并且在熱交換器主 體的相對的端部的發(fā)動機冷卻劑流體入口與發(fā)動機冷卻劑流體出口之間具有等截面。在燃 料流動路徑與發(fā)動機冷卻劑流體流動路徑之間的傳熱壁可以提供從發(fā)動機冷卻劑流體到 燃料的傳熱。在某些情況下,流動路徑包括從傳熱壁伸入到流動路徑內(nèi)的翅片。在某些情 形下,這些翅片可以增加流動路徑的表面積并且促進了流動路徑之間的傳熱。在某些情形 下,流動路徑包括與翅片相對的突起。在某些情形下,這些突起可以促進朝向傳熱壁的流動 并且因此促進了在流動路徑之間的傳熱。
[0031] 熱交換器106可以包括平行的流動路徑。例如,燃料流動路徑和發(fā)動機冷卻劑流 體流動路徑可以彼此平行:此處,術(shù)語"平行"廣義地使用。一般而言,如果兩個流動路徑并 不會聚并且在其各自長度上具有均勻分隔距離,這兩個流動路徑可以被認(rèn)為平行。但在其 它情形下兩個流動路徑也可以被認(rèn)為平行。在某些情況下,兩個非會聚流動路徑可以被認(rèn) 為"平行",即使流動路徑并不在其各自長度上具有均勻分隔距離。例如,分隔距離的較小變 化可以基于制造或設(shè)計考慮而引入。兩個非會聚流動路徑可以被認(rèn)為是平行的,例如如果 其相對取向限定較小的角度(例如,小于大約15度)。
[0032] 熱交換器106可以包括在相應(yīng)流動路徑入口與出口之間為直的流動路徑。例如, 燃料流動路徑可以在燃料入口與燃料出口之間是直的,并且發(fā)動機冷卻劑流動路徑可以在 發(fā)動機冷卻劑流體入口與發(fā)動機冷卻劑流體出口之間是直的。此處,術(shù)語"直"廣義地使用。 一般而言,如果流動路徑產(chǎn)生并不呈曲線、轉(zhuǎn)彎或彎曲的總體流動方向,流動路徑可以被認(rèn) 為是直的。但在其它情形下流動路徑也可以被認(rèn)為是直的。在某些情況下,即使流動路徑 包括曲線、轉(zhuǎn)彎或彎曲或相對較小的角度,流動路徑可以被認(rèn)為是"直的"。例如,較小的曲 線、轉(zhuǎn)彎或彎曲可以基于制造或設(shè)計考慮而引入。在某些情形下,例如,如果流動路徑包括 較小的曲線、彎曲或轉(zhuǎn)彎(例如,小于大約15度),流動路徑可以被認(rèn)為是直的。
[0033] 熱交換器106可以包括流動路徑,這些流動路徑在相應(yīng)流動路徑入口與出口之間 具有等(相同)截面。例如,燃料流動路徑具有從燃料入口到燃料出口的等(相同)截面, 并且發(fā)動機冷卻劑流動路徑具有從發(fā)動機冷卻劑流動入口到發(fā)動機冷卻劑流體出口的等 (相同)截面。擠壓的部件通常具有等(相同)截面,其由擠壓模具限定。此處,術(shù)語"等 (相同)"廣義地使用。一般而言,如果流動區(qū)域幾何形狀在流動路徑長度上保持恒定,流動 路徑截面可以被認(rèn)為是等截面。但在其它情形下,流動路徑截面也可以被認(rèn)為是等截面。在 某些情況下,即使截面包括較小變化,流動路徑的截面也可以被認(rèn)為是"等截面的"。例如, 可以基于制造或設(shè)計考慮而引入變化。此外,盡管在流動路徑入口和出口處具有變化例如 以適應(yīng)配件或連接器,流動路徑截面可以被認(rèn)為是等截面的。
[0034] 發(fā)動機主體110可以包括各種特點、部件和子系統(tǒng)。例如,發(fā)動機主體110可以包 括燃燒腔室、缸、活塞、點燃系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燃料噴射系統(tǒng)和各種其它特點。在某些實施方 式中,發(fā)動機主體110可以從燃料計量系統(tǒng)108接收燃料并且從空氣引入歧管接收空氣;并 且點燃系統(tǒng)可以在發(fā)動機主體110中的燃燒腔室中點燃空氣-燃料混合物,其移動活塞并 且產(chǎn)生發(fā)動機主體110的機械輸出(例如,曲柄軸的旋轉(zhuǎn)等)。由發(fā)動機主體110中的燃燒 產(chǎn)生的廢氣可以被導(dǎo)向(例如,通過排氣閥)至排氣歧管114。排氣歧管114可以從發(fā)動機 主體110接收廢氣。排氣歧管114可以將廢氣傳送到外部環(huán)境,傳動到發(fā)動機系統(tǒng)100的 另一子系統(tǒng),或者其它地方。發(fā)動機主體110可以通過將過量熱能轉(zhuǎn)移到由發(fā)動機冷卻劑 循環(huán)器系統(tǒng)112提供的發(fā)動機冷卻劑流體而丟棄過量熱能。
[0035] 發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112可以包括栗、儲集器、閥、管、軟管或其它類型的部 件。示例發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112可以循環(huán)發(fā)動機主體110中的液態(tài)發(fā)動機冷卻劑流 體,以在運行期間冷卻發(fā)動機主體110。示例發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112也可以循環(huán)在 熱交換器106中的發(fā)動機冷卻劑流體以加熱在熱交換器106中的燃料。例如,發(fā)動機冷卻 劑循環(huán)器系統(tǒng)112可以接受來自發(fā)動機主體110的熱的發(fā)動機冷卻劑流體并且向熱交換器 106提供該熱的發(fā)動機冷卻劑流體。在某些情形下,熱交換器106可以通過從發(fā)動機冷卻劑 流體向熱交換器106中的燃料傳熱而冷卻該發(fā)動機冷卻劑流體。發(fā)動機系統(tǒng)100可以包括 額外部件或子系統(tǒng)以在冷卻劑流體在發(fā)動機主體10中再循環(huán)之前進一步冷卻這些冷卻劑 流體。
[0036] 在一個操作方面,壓力調(diào)節(jié)器104從燃料箱102接收高壓燃料氣體并且將燃料氣 體膨脹到較低壓力。熱交換器106接受來自壓力調(diào)節(jié)器104的燃料氣體并且接受來自發(fā)動 機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112的發(fā)動機冷卻劑流體。熱交換器106通過轉(zhuǎn)移來自發(fā)動機冷卻劑 流體的熱能而加熱燃料氣體。例如,燃料可以被加熱到由燃料計量系統(tǒng)108所規(guī)定的燃料 引入溫度。熱燃料氣體從熱交換器106傳送到燃料計量系統(tǒng)108,并且發(fā)動機冷卻劑流體從 熱交換器106傳送到發(fā)動機冷卻劑循環(huán)器系統(tǒng)112。發(fā)動機主體110燃燒燃料并且將排氣 傳送到排氣歧管114。發(fā)動機主體110將熱能轉(zhuǎn)移到液態(tài)發(fā)動機冷卻劑流體,液態(tài)發(fā)動機冷 卻劑流體然后循環(huán)回到熱交換器106。
[0037] 在圖2A、圖2B和圖2C示出了示例熱交換器200。圖2A是透視圖,圖2B是底部側(cè) 視圖,并且圖2C是端視圖。在圖2A、圖2B和圖2C中示出的示例熱交換器200可以用于發(fā) 動機系統(tǒng)(包括壓縮天然氣發(fā)動機系統(tǒng)和其它類型的發(fā)動機系統(tǒng))或者其它類型的操作環(huán) 境中。在某些應(yīng)用中,示例熱交換器200用于加熱燃料,諸如天然氣燃料或另一類型的燃 料。示例熱交換器200可以大體上用于加熱或冷卻任何流體,包括并非燃料的液體或氣體。 示例熱交換器200可以被修改以用于特定應(yīng)用。在某些情形中,示例熱交換器200可用于 在兩種氣態(tài)流體之間(氣體